由于对能源节约型交通运输工具的迫切需求,轻量化结构(如汽车壳体)设计的需求也随之增加,这些结构常常需要使用轻型材料。对于轻型材料的连接,使用传统的点焊连接工艺十分困难,有些是不可行的。自冲铆接技术对于轻型材料的连接是一种高效的连接方法。本文主要对单搭自冲铆接头的机械性能进行探讨。利用ANSYS有限元软件研究单搭自冲铆接头的机械性能,包括静力分析、动力分析及疲劳分析。疲劳分析利用ANSYS/FE-SAFE的分析计算功能和ANSYS的后处理功能进行联合的仿真分析,计算结果较为准确。通过静力分析得出最大应力主要分布在上板与铆钉头部相接触的位置,及上下两板相互接触靠近铆钉孔的位置；静力分析为疲劳分析提供节点的应力信息,即静力分析结果文件(.rst)。通过拉伸实验研究单搭自冲铆接及单搭压印连接的机械性能。对模态振型的分析,可知横向振动的奇数振型关于两板搭接位置对称,并且搭接位置处在振型的峰值处；扭转振型的偶数振型两板搭接位置扭转严重；说明两板搭接位置对单搭自冲铆接的动态性能影响较大,是疲劳分析的关键位置。由铝合金5754单搭自冲铆接头的疲劳性能分析,得出疲劳破坏常常在上板与铆钉头部接触并靠近铆钉孔的位置,及上下两板相互接触靠近铆钉孔的位置。利用FE-SAFE软件中提供的不同阶段表面粗糙度值,分别计算得出表面粗糙度与疲劳寿命和安全系数的关系曲线,这样可以准确分析粗糙度值对疲劳寿命和安全系数的影响,粗糙度的增加使疲劳寿命降低。对不同约束条件下,单搭自冲铆接头疲劳强度的分析可知,在疲劳寿命达到一百万次以上时,单搭自冲铆接头在剪切应力下的疲劳强度远大于拉伸应力下的疲劳强度。另外本文通过对AL1100-T6, AL2024-T351,AL2014.T6和AL5754-O不同型号铝合金单搭自冲铆接的疲劳强度分析,得出AL2024-T351的疲劳性能最好,然后是AL2014-T6和AL5754-O: AL1100-T6的疲劳性能最差,而AL2014-T6和AL5754-0的疲劳性能较接近。本文的主要目的是建立单搭自冲铆接的有限元模型,研究其机械性能,并为进一步的研究提供参考。